Топлоносители – превъзходна ефективност чрез ултразвуково обработени нанофлуиди

Преодолейте ограниченията на топлопроводността на топлоносителите! Създавайте стабилни нанофлуиди чрез ултразвуково диспергиране и повишавайте топлопроводността с наномащабни топлоносители. Ултразвуковите устройства със сонда на Hielscher са високоефективни и надеждни диспергатори за производството на нанофлуиди.

Предимства на ултразвуковото диспергиране при топлоносители на основата на нанофлуиди

Ултразвуково диспергираните нанофлуиди се отличават с изключително равномерно диспергиране и дълготрайна стабилност, които подобряват функционалността на топлоносителите чрез повишена топлопроводност.

• Повишена топлопроводност
  Равномерното диспергиране увеличава ефективната повърхност на наночастиците, взаимодействащи с флуида, като подобрява топлообмена чрез топлопроводност.
• Подобрена дългосрочна стабилност
  Ултразвуково обработените нанофлуиди показват значително намалена седиментация и агломерация, което осигурява предвидими и постоянни топлинни характеристики.
• Мащабируемост и повторяемост
  Ултразвуковите устройства със сонда с изходна мощност от 100 W до 16 kW позволяват мащабиране както за разработване на състави в лабораторен мащаб, така и за промишлено производство, като осигуряват прецизен контрол върху вложената енергия и времето за обработка.
• Съвместимост с разнообразни флуидни системи
  Ултразвуковата обработка е приложима за широк спектър от базови флуиди – от вода и гликоли до масла с висока температура на кипене и синтетични топлоносители, използвани в екстремни условия.

Топлоносители – по-добри като нанофлуиди

Топлоносителите (HTFs) са ключови компоненти в топлинните системи в широк спектър от отрасли – от производството на слънчева електроенергия и химическото производство до охлаждането в автомобилната индустрия и електрониката. Основната им роля е ефективно да поглъщат, пренасят и отвеждат топлинна енергия, като поддържат експлоатационна стабилност и предотвратяват прегряване както при високи, така и при ниски температури.
Традиционно топлоносителите включват вода, етиленгликол, минерални масла и синтетични флуиди. С нарастването на технологичните изисквания към температурния контрол обаче – особено в миниатюризирани системи и системи с висока плътност на мощността – ограниченията на топлопроводността на конвенционалните флуиди се превръщат в пречка.
Тук се намесват нанофлуидите.
Нанофлуидите са специално разработени колоидни суспензии на наночастици (обикновено по-малки от 100 nm) в базови флуиди. Тези наночастици – метални оксиди (напр. Al₂O₃, ZnO), метали (напр. Cu, Ag), въглеродни структури (напр. графен, въглеродни нанотръби) – значително повишават топлопроводността, коефициента на конвективен топлообмен и специфичния топлинен капацитет на флуида.
За да бъдат надеждни и практични за употреба, нанофлуидите трябва да отговарят на едно решаващо изискване: дългосрочна стабилност. Без стабилно и равномерно диспергиране наночастиците са склонни да агломерират, да се утаяват или да реагират с базовия флуид – което компрометира не само топлинните характеристики, но и безопасността и дълготрайността на системата.
 

Ултразвуковите хомогенизатори могат да произвеждат стабилни нанофлуиди, които отговарят на изискванията за производството на високоефективни топлоносители.

Ултразвукови диспергатори за производство на топлоносители

Ултразвуковата обработка – по-специално с ултразвукови устройства със сонда – е доказан, мащабируем метод за производство на високоефективни нанофлуиди с превъзходна стабилност и възпроизводимост.

Но какво прави ултразвуковата обработка толкова ефективна?
В основата на високоефективния механизъм на действие на ултразвуковото диспергиране стои акустичната кавитация: образуването, нарастването и имплозивният колапс на микромехурчета в течна среда при излагане на високоинтензивен, нискочестотен ултразвук (обикновено при приблизително 20 kHz). Това физично явление генерира интензивни локални сили на срязване, микроструи и ударни вълни, които са достатъчно мощни, за да:

• Разрушават агломерати и агрегати от наночастици
• Постигат равномерно диспергиране на наночастици във вискозни флуиди или флуиди с високо повърхностно напрежение
• Улесняват омокрянето на повърхностите на частиците от базовия флуид
• Намаляват размера на частиците (в някои случаи до размера на първичните частици)
• Освен това ултразвуковата обработка е нехимичен подход с малко добавки, който свежда до минимум необходимостта от повърхностноактивни вещества или диспергиращи агенти – като по този начин запазва физикохимичните свойства както на флуида, така и на наночастиците.

 
Тук можете да намерите протоколи за различни състави на нанофлуиди!
Прочетете как ултразвуковата обработка се използва за подобряване на материали с фазов преход!
 

Ултразвуково диспергиране на наночастици – ефективно намаляване на размера на частиците и равномерно диспергиране

Ултразвукови устройства на Hielscher за производство на нанофлуиди за топлообмен

Използването на ултразвуково диспергиране при производството на топлоносители на основата на нанофлуиди е повече от избор на метод за обработка – то е необходимост за постигане на надеждни, високоефективни решения за управление на топлинните процеси в условия с високи изисквания. Тъй като изследванията продължават да разкриват нови химични състави на наночастици и комбинации от базови флуиди, ултразвуковата обработка се откроява като основополагащ метод, който позволява практическото им приложение.
Ултразвуковите хомогенизатори на Hielscher се предлагат като настолни диспергатори и диспергатори изцяло за промишлена употреба, които улесняват линейното мащабиране от изпитване на съставите до търговско производство.

За техническо внедряване, препоръки за оборудване или подробни параметри на процеса, съобразени с вашите конкретни нанофлуидни системи, моля, свържете се с нашите специалисти по ултразвукова обработка.
 

Проектиране, производство и консултации – качество, произведено в Германия

Ултразвуковите устройства на Hielscher са добре известни с най-високите си стандарти за качество и проектиране. Здравината и лесната работа позволяват безпроблемното интегриране на нашите ултразвукови устройства в промишлени инсталации. Ултразвуковите устройства на Hielscher лесно се справят с тежки условия и среди с високи изисквания.

Hielscher Ultrasonics е компания, сертифицирана по ISO, която поставя специален акцент върху високопроизводителни ултразвукови устройства с най-съвременна технология и удобство за потребителя. Разбира се, ултразвуковите устройства на Hielscher съответстват на изискванията за CE и отговарят на изискванията на UL, CSA и RoHs.

Таблицата по-долу дава представа за приблизителния капацитет за обработка на нашите ултразвукови устройства: